Физикам удалось запутать 16 миллионов атомов

Сразу две команды ученых на днях отчитались о штурме новой рекордной высоты в квантовой механике. Напомним, что квантово запутанными в физике называются частицы, квантовые состояния которых взаимозависимы, даже если сами частицы находятся в разных местах и никак не взаимодействуют друг с другом. В роли подопытных в экспериментальной физике чаще всего используются фотоны, но разница между ними и прочими обитателями микромира невелика: речь идет в первую очередь об изучении квантовых взаимодействий, а не их носителей.

В нашем случае команде исследователей из Женевы удалось продемонстрировать квантовую запутанность 16 миллионов атомов. Их коллеги из США и Канады использовали подобную технику чтобы вовлечь в квантовое взаимодействие 200 групп из миллиарда атомов каждая. Обе команды опубликовали свои результаты онлайн в двух статьях, доступных на arXiv.org

«Это прекрасный результат», – говорит физик Владан Вулетич из Массачусетского технологического института, который два года назад уже был участником команды, продемонстрировавшей запутанность трех тысяч атомов. «Он показывает нам, что существующие типы квантово-механических состояний на самом деле довольно стабильны», – отмечает Вулетич. Обе команды использовали устройство, называемое квантовой памятью.

Cостоящее из кристалла с примесью ионов редкоземельных металлов, таких как неодим и туллий, устройство поглощает один фотон и испускает его заново после небольшой паузы. Исходный фотон коллективно поглощается множеством ионов, однократно спутывая их все. Через несколько десятков наносекунд система испускает эхо исходного – другой фотон. Измеряя его направление и задержку, исследователи делают выводы о количестве вовлеченных во взаимодействие (т. е. спутанных) ионов.

Участники обеих исследовательских групп пока отказываются от развернутых комментариев, т. к. результаты их трудов еще проходят рецензирование в журналах. Можно полагать, что их работа едва ли окажется непосредственно применимой в какой-либо практической деятельности, гораздо важнее оттачивание задействованных в процессе технологий, особенно квантовой памяти, которая может быть применена при создании квантовых коммуникационных сетей и компьютеров.